DE19916048A1 - Vermessungsinstrument - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vermessungsinstrument mit einem Zielteleskop (11), einem Autofokussystem (16, 17, 171), einem Schalter (172) und einem Korrektursystem (172, 175, 177) für die Fokussierung. Das Korrektursystem (172, 175, 177) steuert das Autofokussystem (16, 17, 171) abhängig von einer Betätigung des Schalters (172) zum Ändern des Fokussierzustandes. Ein erster Fokussierzustand führt zur Scharfeinstellung eines Objekts mit einer ersten Objektentfernung (L), ein zweiter Fokussierzustand zur Scharfeinstellung eines Objekts mit einer zweiten Objektentfernung (M), die der halben ersten Objektentfernung entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vermessungsinstrument mit einem Zielteleskop mit au­ tomatischer Scharfeinstellung.

Es sind bereits Vermessungsinstrumente wie elektrische Entfernungsmesser, elektronische Theodoliten o. ä. bekannt. Der Entfernungsmesser dient zum Mes­ sen der Entfernung zu einem Zielpunkt, der Theodolit oder ein Winkelmeßinstru­ ment dient zum Messen horizontaler und vertikaler (Elevations-) Winkel zwischen einem Referenzpunkt und einem Zielpunkt.

Bei einem solchen Vermessungsinstrument dient ein Zielteleskop zum genauen Ausrichten auf einen Zielpunkt. Durch Ausrichten des Zielteleskops derart, daß der Zielpunkt sich in der Mitte des Sichtfeldes befindet, wird die Achse der Entfer­ nungsmessung oder der Messung des horizontalen und des Elevationswinkels so ausgerichtet, daß sie durch den Zielpunkt läuft.

Um den Zielpunkt klar im Sichtfeld des Zielteleskops zu erkennen, ist ein Fokus­ siermechanismus vorgesehen. Dieser wird so bedient, daß ein scharf eingestelltes Bild des Zielpunktes erzeugt wird. Zur leichteren Scharfeinstellung werden in jün­ gerer Zeit Autofokussysteme in den Zielteleskopen verwendet.

Mit der Autofokusfunktion wird die Scharfeinstellung des Zielteleskops automa­ tisch vorgenommen. Dadurch erübrigen sich für den Benutzer umständliche Be­ dienungen des Fokussiermechanismus, und er kann sich auf das Zentrieren des Zielpunktes im Sichtfeld konzentrieren.

Bei der Vermessung ist im Zielpunkt ein Reflektor angeordnet. Hierzu dient allge­ mein ein Winkelreflektor. Dieser reflektiert einen einfallenden Lichtstrahl ohne Richtungsänderung. Richtet der Benutzer das Teleskop auf den Winkelreflektor und schneidet die optische Achse des Teleskops die Reflexionsfläche des Winkel­ reflektors, so fokussiert das Autofokussystem ein an dem Winkelreflektor reflek­ tiertes virtuelles Bild des Teleskops. Das Autofokussystem fokussiert also ein Objekt (d. h. das Teleskop), das sich in der doppelten Entfernung des Winkelreflektors befindet. Dann ist der Winkelreflektor im Sichtfeld unscharf, und der Benutzer muß zur Scharfeinstellung des Winkelreflektors das Fokussiersy­ stem bedienen, auch wenn es sich um ein automatisches System handelt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Vermessungsinstrument mit einem Zielteleskop mit automatischer Scharfeinstellung anzugeben, mit dem der Benutzer den Re­ flektor neu fokussieren kann, wenn das automatische Fokussiersystem ein virtuel­ les Bild fokussiert, das von dem Reflektor erzeugt wurde.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht eines Vermessungsinstruments als Ausführungs­ beispiel,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. I,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Vermessungsinstruments als Teilschnitt

Fig. 4 das Blockdiagramm eines Steuersystems zur Scharfeinstellung, und

Fig. 5 das Flußdiagramm eines Korrekturprozesses zum Steuern einer Fo­ kussierlinse.

In Fig. 1 bis 3 ist eine Gesamtstation 100 dargestellt, die eine Nivellierplatte 4, ei­ ne Basis 3, einen U-förmigen Träger 2 und einen Griff 5 hat.

Eine Teleskopeinheit ist an dem Träger 2 drehbar gehalten. Sie enthält ein Tele­ skop 11 und eine elektronische Entfernungsmeßeinheit 12. Durch Richten der Teleskopeinheit 1 auf einen Zielpunkt, an dem ein Reflektor (Winkelreflektor) an­ geordnet ist, werden die Entfernung zu dem Zielpunkt sowie der horizontale und der vertikale Winkel zwischen einem vorbestimmten Referenzpunkt und dem Ziel­ punkt gemessen.

Die elektronische Entfernungsmeßeinheit 12 mißt die Entfernung zu dem Reflek­ tor, der sich auf der optischen Achse des Teleskops 11 befindet, indem ein modul­ ierter Lichtstrahl abgegeben, an dem Reflektor reflektiert und dann über eine Ob­ jektivlinse 111 des Teleskops 11 empfangen wird.

Wie Fig. 2 zeigt, hat das Teleskop 11 eine Objektivlinse 111, ein dichroitisches Prisma 112, eine Fokussierlinse 113, einen Strahlenteiler 114 für einen Fokus­ siersensor 16, ein Abdeckglas 115, eine Fokussierplatte 116 mit Fadenkreuz und ein Okular 117.

Die optische Achse L1 der Objektivlinse 111 wird auch als Richtachse bezeichnet.

Das dichroitische Prisma 112 hat eine Strahlenteilerfläche 112a, die unter 45° ge­ genüber der Richtachse L1 geneigt ist. Die Strahlenteilerfläche 112a reflektiert 100% einfallenden Infrarotlichtes und läßt 100% einfallenden sichtbaren Lichtes durch.

Die Fokussierlinse 113 ist eine Negativlinse mit kürzerer Brennweite als die Ob­ jektivlinse 111. Sie ist in einem Tubus 14 angeordnet. Dieser kann gemeinsam mit der Fokussierlinse 113 längs der Richtachse L1 zur Scharfeinstellung bewegt wer­ den.

Am Außenumfang des Tubus 11 ist eine zur Richtachse L1 parallele Zahnung 14a angeordnet. Diese steht in Eingriff mit einem Ritzel 15a, das mit einer Antriebs­ einheit 15 gedreht wird. Dabei bewegt sich die Fokussierlinse 113 längs der Richtachse L1 rückwärts und vorwärts (rechts-links in Fig. 2), und die Bildebene bewegt sich parallel zur Richtachse L1.

Außen am Tubus 14 befindet sich auch ein Codemuster 14b mit mehren Codie­ rungen parallel zur Richtachse L1. Jeder Code gibt eine bestimmte Position der Fokussierlinse 113 bezogen auf eine vorbestimmte Referenzposition an. Ferner ist in der Teleskopeinheit 1 ein Codedetektor 18 fest angeordnet. Dieser erfaßt die jeweilige Codierung 14b und gibt ein Signal an eine Steuerschaltung 17.

Die Strahlenteilerfläche 114a des Strahlenteilers 114 ist unter 45° gegenüber der Richtachse L1 geneigt. Sie reflektiert einen Teil des einfallenden Lichts und läßt das übrige Licht durch.

Die Fokussierplatte 116 mit Fadenkreuz ist eine planparallele Glasplatte, und das Fadenkreuz befindet sich auf der dem Abdeckglas 115 zugewandten Seite in der Bildebene. Der Kreuzpunkt des Fadenkreuzes gibt die Mitte des Sichtfeldes des Teleskops 11 an. Das Abdeckglas 115 ist gleichfalls eine planparallele Glasplatte, die die Bildaufnahmeebene der Fokussierplatte 116 abdeckt und ein Anhaften von Staubteilchen verhindert.

Das Okular 117 hat eine Linsengruppe mit positiver Brechkraft. Durch das Okular 117 betrachtet der Benutzer das vergrößerte Bild des Fadenkreuzes sowie das auf der Bildebene der Fokussierplatte 116 erzeugte Bild.

Die Entfernung zum Zielpunkt wird mit der elektronischen Entfernungsmeßeinheit 12 gemessen. Dabei ist die Richtachse L1 so ausgerichtet, daß sie den Zielpunkt schneidet.

Die elektronische Entfernungsmeßeinheit 12 ist auf der mit dem dichroitischen Prisma 112 nach oben umgelenkten optischen Achse angeordnet. Sie gibt an das dichroitische Prisma 112 einen periodisch amplitudenmodulierten Infrarotlicht­ strahl ab. Dieser wird an der Strahlenteilerfläche 112a reflektiert und über die Ob­ jektivlinse 111 auf den Reflektor (Winkelreflektor) am Zielpunkt gerichtet. Der Lichtstrahl wird dann reflektiert und durchläuft wieder die Objektivlinse 111, wo­ nach er an der Strahlenteilerfläche 112a auf die elektronische Entfernungsmeß­ einheit 12 reflektiert wird. Diese erfaßt den Phasenunterschied des abgegebenen und des reflektierten Lichtstrahls und meldet ihn an eine Vermessungssteuer­ schaltung 26 (Fig. 3).

Die Objektivlinse 111 ist einerseits eine Kollimatorlinse für den von der elektroni­ schen Entfernungsmeßeinheit 12 abgegebenen Lichtstrahl, den sie als paralleles Licht auf den Reflektor am Zielpunkt richtet, andererseits ist sie eine Sammellinse für das an dem Reflektor reflektierte Licht, das sie als konvergierenden Strahl auf das dichroitische Prisma 112 richtet.

Der Fokussiersensor 16 ist auf einer von dem Strahlenteiler 114 abgezweigten optischen Achse angeordnet. Er arbeitet nach dem Phasendifferenzverfahren, wie es weitläufig in Autofokussystemen einäugiger Spiegelreflexkameras eingesetzt wird, und erfaßt einen Defokusbetrag gegenüber der Bildebene (oder einer dazu konjugierten Ebene) der Fokussierplatte 116. Ein den Defokusbetrag angebendes Defokussignal wird von dem Fokussiersensor 16 an die Steuerschaltung 17 abge­ geben.

Fig. 4 zeigt das Blockdiagramm der Steuerschaltung 17. Diese ist mit der An­ triebseinheit 15, dem Fokussiersensor 16, dem Codedetektor 18, einem AF-Schalter 171 und einem Korrekturschalter 172 verbunden, dessen Funktion noch beschrieben wird. Der AF-Schalter 171 und der Korrekturschalter 172 befinden sich an der Außenseite des Trägers 2. Alternativ oder wahlweise kann ein auf dem Bedienungsfeld 6 vorgesehener Schalter als Halbierungs-Schalter dienen.

Die Steuerschaltung 17 enthält eine Recheneinheit 173 zum Berechnen eines er­ sten Bewegungsbetrages, eine Erfassungseinheit 174 zum Erfassen der Linsen­ position, eine Entfernungsrecheneinheit 175, eine Positionsrecheneinheit 176 und eine Recheneinheit 177 für einen zweiten Bewegungsbetrag.

Bei Betätigen des AF-Schalters 171 wird eine bekannte automatische Fokus­ sieroperation durchgeführt. Wird der AF-Schalter 171 gedrückt, so steuert die er­ ste Recheneinheit 173 den Fokussiersensor 16 zum Erfassen des Defokusbetra­ ges und berechnet Betrag und Richtung der Fokussierlinse 113 zum Beseitigen­ des Defokusbetrages, den der Fokussiersensor 16 erfaßt hat. Dann steuert die erste Recheneinheit 173 die Antriebseinheit 15 für die Fokussierlinse 113 so, daß der Tubus 14 entsprechend dem berechneten Bewegungsbetrag bewegt wird.

Wird das Autofokussystem auf das virtuelle Bild der Gesamtstation 100 fokussiert, so ist das Bild des am Zielpunkt befindlichen Reflektors unscharf. Da die Entfer­ nung zu dem virtuellen Bild der Gesamtstation die doppelte Reflektorentfernung ist, kann die Fokussierlinse 113 auf eine Position gestellt werden, die der halben Objektentfernung (d. h. virtuelles Bild der Gesamtstation 100) entspricht.

Die Erfassungseinheit 174 erfaßt die jeweilige Position p1 der Fokussierlinse 113 mit den Daten des Codedetektors 18. Die erfaßte Position p1 wird an die Entfer­ nungsrecheneinheit 175 und die Recheneinheit 177 für den zweiten Bewegungs­ betrag gegeben.

Wird der Korrekturschalter 172 gedrückt, so berechnet die Entfernungsrechenein­ heit 175 eine Objektentfernung L entsprechend der Linsenposition pl. Daraus wird die Entfernung berechnet, die ein gerade fokussiertes Objekt hat. Dann gibt die Entfernungsrecheneinheit 175 die berechnete Entfernung L an die Rechen­ einheit 176 für die Linsenposition.

Diese berechnet eine Entfernung M, die der halben Entfernung L entspricht, aus den von der Entfernungsrecheneinheit 175 angegebenen Daten und berechnet eine Linsenposition p2 der Fokussierlinse 113, die der berechneten Entfernung M entspricht. Diese ist die Entfernung eines fokussierten Objekts, wenn sich die Fo­ kussierlinse 113 in der Position p2 befindet. Dann gibt die Recheneinheit 176 die berechnete Position p2 an die Recheneinheit 177 zum Berechnen des zweiten Bewegungsbetrags.

Die zweite Recheneinheit 177 berechnet die Differenz der von der Recheneinheit 176 berechneten Position p2 und der von der Positionserfassungseinheit 174 er­ faßten Position p1. Die zweite Recheneinheit 177 berechnet also Betrag und Richtung der Fokussierlinse 113 aus der Position p1 zur Position p2. Dann steuert die zweite Recheneinheit 177 die Antriebseinheit 15 zum Verstellen der Fokus­ sierlinse 113 in die Position p2.

Alternativ kann das Steuersystem einen Zusammenhang der Position p1 und der Differenz p1-p2 in einen Speicher eingeben. In diesem Fall können die Entfer­ nungsrecheneinheit 175, die Recheneinheit 176 für die Linsenposition und die zweite Recheneinheit 177 für den zweiten Verstellbetrag entfallen, da sich dieser direkt aus der Position p1 ergibt.

Wie Fig. 1 bis 3 zeigen, sind oben und unten an der Teleskopeinheit 1 zwei Vi­ siere 13 jeweils mit einer zur Richtachse L1 parallelen optischen Achse vorgese­ hen.

An beiden Seiten der Teleskopeinheit 1 befinden sich zwei Lagerzapfen 1a und 1b mit gemeinsamer horizontaler Drehachse.

An dem U-förmigen Teil 2a des Trägers 2 ist die Teleskopeinheit 1 vertikal dreh­ bar gelagert. Ein nicht dargestelltes Lager für den Lagerzapfen 1b befindet sich an der Innenseite des rechten Seitenteils des Trägers 2 (Fig. 3). An der Innenseite des linken Seitenteils des Trägers 2 ist eine Öffnung 2b vorgesehen, in die eine zylindrische Hülse 21 eingesetzt ist. Eine weitere Hülse 22 ist in die Hülse 21 ein­ gesetzt. Die Hülse 22 hat einen zylindrischen Teil 22a, einen Außenflansch 22b und einen Anschlußteil 22c. Der zylindrische Teil 22a ist drehbar in die Hülse 21 eingesetzt.

Ein Feststellring 25 ist auf ein Außengewinde des Anschlußteils 22c geschraubt, damit die Hülse 22 nicht von der Hülse 21 abrutscht.

Der Lagerzapfen 1a ist in den Anschlußteil 22c eingesetzt und an diesem befe­ stigt.

Mit dieser Konstruktion ist die Teleskopeinheit 1 an dem Träger 2 lagert und kann um eine horizontale Achse gedreht werden. Die Hülse 22 dreht sich, wenn sich die Teleskopeinheit 1 dreht.

Eine Drehskala 23 aus einer durchsichtigen planparallelen Platte ist außen am Außenflansch 22b angeordnet. Auf der Drehskala 23 sind mit regelmäßiger Tei­ lung radiale Teilungslinien aufgebracht.

Ein Vertikalcodierer 24 ist an dem Außenflansch der Hülse 22 angebracht und dient zum Lesen der Teilungslinien an der Drehskala 23. Er enthält eine Leuchtdi­ ode 244 und eine Kollimatorlinse 243 zur Abgabe parallelen Lichts auf die Dreh­ skala 23, eine auf der der Drehskala 23 abgewandten Seite der Kollimatorlinse 243 angeordnete Hilfsskalenplatte 241 und eine Lichtaufnahmeschaltung 242, die das durch die Drehskala 23 und die Hilfsskala 241 fallende Licht aufnimmt. Die Leuchtdiode 244, die Hilfsskala 241 und die Lichtaufnahmeschaltung 242 sind an einem Rahmenteil gehalten.

Die Hilfsskala 241 ist eine transparente planparallele Platte mit zwei Reihen radia­ ler Teilungslinien mit regelmäßiger Teilung wie die Teilungslinien der Drehskala 23. Diese beiden außen und innen liegenden Reihen haben einen Phasenunter­ schied von ein Viertel Intervall der Teilungslinien.

Die Lichtaufnahmeschaltung 242 hat zwei Lichtaufnahmeelemente für das durch die beiden Reihen Teilungslinien der Hilfsskala 241 fallende Licht. Die von ihnen erzeugen Signale werden der Vermessungssteuerschaltung 26 zugeführt.

Bei Drehung der Teleskopeinheit 1 und der Drehskala 23 werden mit dem Verti­ kalcodierer 24 zwei Signale mit einem Phasenunterschied von ein Viertel Intervall an die Vermessungssteuerschaltung 26 abgegeben. Diese erfaßt Betrag und Richtung der vertikalen Drehung der Teleskopeinheit 1 aus diesen beiden Signa­ len.

An der Oberseite der Basis 3 ist eine Öffnung 3a vorgesehen. In dieser Öffnung 3a sitzt das untere Ende einer Hülse 30, die oben einen Außenflansch 30a hat. Am Rand des Außenflansches 30a ist eine durchsichtige Drehskala 31 befestigt. Diese trägt radiale Teilungslinien mit regelmäßiger Teilung.

In die Hülse 30 ist eine Achse 27 drehbar eingesetzt. Ihr unteres Ende steht aus dem unteren Ende der Hülse 30 heraus und sitzt in der Öffnung 3a. Am Außen­ umfang des unteren Endes der Achse 27 befindet sich ein Gewinde, auf das ein Feststellring 32 aufgeschraubt ist. Das untere Ende der Achse 27 ist in eine Aus­ sparung 2c an der Unterseite des Trägers 2 eingesetzt und daran befestigt.

Der Träger 2 ist somit auf der Basis 3 befestigt und kann um eine vertikale Achse gedreht werden. Dabei dreht sich die Drehskala 31 relativ zur Achse 27.

Ein Außenflansch 27a ist am oberen Ende der Achse 27 ausgebildet. Er steht dem Außenflansch 30a der Hülse 30 gegenüber. An seinem Rand ist eine Hilfs­ skala 28 befestigt. Diese ist eine transparente planparallele Platte und hat diesel­ be Form wie die Drehskala 31. Die Hilfsskala 28 hat zwei Reihen radialer Tei­ lungslinien mit einer Teilung gleich derjenigen der Drehskala 31. Die innere und die äußere Reihe Teilungslinien haben einen Phasenunterschied von ein Viertel Intervall der Teilungslinien der Drehskala 31.

Ein Horizontalcodierer 29 ist am Außenflansch 27a befestigt. Mit ihm werden die radialen Teilungslinien der Drehskala 31 und der Hilfsskala 28 gelesen. Der Hori­ zontalcodierer 29 enthält eine Leuchtdiode 291 und eine Kollimatorlinse 292 zur Abgabe eines Lichtstrahls auf die Drehskala 31 sowie eine Lichtaufnahmeschal­ tung 29 zur Aufnahme des durch die Drehskala 31 und die Hilfsskala 28 fallenden Lichtes. Die Leuchtdiode 291, die Kollimatorlinse 292 und die Lichtaufnahme­ schaltung 293 sind an einem Flansch befestigt.

Die Lichtaufnahmeschaltung 293 hat zwei Lichtaufnahmeelemente für die durch die beiden Reihen Teilungslinien an der Drehskala 31 fallenden Lichtstrahlen. Die von ihnen erzeugten Signale werden der Vermessungssteuerschaltung 26 zuge­ führt.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion dreht sich die Achse 27 bei Dre­ hung des Trägers 2 gemeinsam mit dem Horizontalcodierer 29 relativ zur Dreh­ skala 31, und es werden die beiden Signale mit ein Viertel Intervall Phasenunter­ schied erzeugt und der Vermessungssteuerschaltung 26 zugeführt. Diese erfaßt Betrag und Richtung der Horizontaldrehung des Trägers 2 mit diesen beiden Sig­ nalen.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind an der Vorder- und an der Rückseite des Trägers 2 zwei Bedienungsfelder 6 angeordnet. Verschiedene Daten und Betriebsbefehle können an diesen Bedienungsfeldern 6 eingegeben werden, und von der Ver­ messungssteuerschaltung 26 abgegebene Daten und Meldungen werden in ei­ nem Sichtfeld eines jeden Bedienungsfeldes 6 dargestellt.

Die in dem Träger 2 angeordnete Vermessungssteuerschaltung 26 ist über eine Leitung w durch eine Öffnung in der Mitte des zylindrischen Teils 22a der Hülse 22 (Fig. 3) mit der Entfernungsmeßeinheit 12 in der Teleskopeinheit 1 verbunden. Sie ist ferner mit dem Vertikalcodierer 24, dem Horizontalcodierer 29 und den Bedienungsfeldern 6 verbunden.

Die Vermessungssteuerschaltung 26 steuert die Entfernungsmeßeinheit 12 ent­ sprechend Befehlen, die an den Bedienungsfeldern 6 eingegeben werden, und empfängt Phasendifferenzdaten von der Entfernungsmeßeinheit 12, die die Ob­ jektentfernung angeben. Aus der Phasendifferenz der modulierten Lichtstrahlen erfaßt die Vermessungssteuerschaltung 26 die Entfernung zum Zielpunkt und zeigt diese auf den Sichtfeldern der Bedienungsfelder 6 an.

Ferner gibt die Vermessungssteuerschaltung 26 entsprechend den Signalen des Vertikalcodierers 24 und des Horizontalcodierers 29 Vertikal- und Horizontalwinkel der Richtachse L1 gegenüber einer Referenzachse an, die mit der Richtachse der Teleskopeinheit 1 zusammenfällt, wenn eine Korrektureinstellung vorgenommen wird.

Eine Vertikal-Feststellschraube 7 an der Rückseite des Trägers 2 dient zum Fest­ stellen und Lösen einer Vertikalklammer (nicht dargestellt), die die Drehung des Lagerzapfens 1b relativ zum Träger 2 begrenzt. Ist die Feststellschraube 7 ange­ zogen, so kann die Teleskopeinheit 1 vertikal durch äußere Kraft nicht gedreht werden.

Eine Horizontal-Feststellschraube 9 (Fig. 1) ist an der Seite des Trägers 2 ange­ ordnet und dient zum Feststellen und Lösen einer Horizontalklammer (nicht dar­ gestellt), die die Drehung der Hülse 30 relativ zum Träger 2 begrenzt. Ist die Fest­ stellschraube 9 angezogen, so kann die Teleskopeinheit 1 horizontal durch äuße­ re Kraft nicht gedreht werden.

Eine Vertikal-Tangentenschraube 8 ist koaxial mit der Vertikal-Feststellschraube 7 vorgesehen und dient zum langsamen Drehen der Teleskopeinheit 1 vertikal geg­ en über dem Träger 2. Durch Drehen der Tangentenschraube 8 kann die vertikale Drehposition der Teleskopeinheit 1 genau eingestellt werden.

Eine Horizontal-Tangentenschraube 10 ist koaxial mit der Horizontal-Feststell­ schraube 9 vorgesehen und dreht die Teleskopeinheit 1 langsam horizontal gege­ nüber dem Träger 2. Dadurch kann die horizontale Drehposition der Teleskopein­ heit 1 genau eingestellt werden.

Im oberen Teil des Trägers 2 ist über dem U-förmigen Teil 2a der Griff 5 lösbar befestigt. Liegt ein Zielpunkt über der Gesamtstation, so kann der Benutzer den Griff 5 vom Träger 2 entfernen, so daß das Sichtfeld der Teleskopeinheit 1 nicht gestört wird. Ist ein Winkel zwischen einem oberen Frontpunkt und einem oberen Rückpunkt zu messen, so kann der Benutzer auch den Griff 5 von dem Träger 2 abnehmen, so daß eine Schwenkbewegung der Teleskopeinheit 1 durch den Griff 5 nicht behindert wird.

Die Nivellierplatte 4 besteht aus einer oberen Platte 4a, einer unteren Platte 4b und drei Nivellierschrauben 40 zwischen diesen beiden Platten 4a und 4b. Die Ni­ vellierschrauben 40 sind unter gleichen Winkelabständen zwischen den Umfän­ gen der beiden Platten 4a und 4b angeordnet. Jede Nivellierschraube 40 hat ei­ nen Vorsprung, dessen Länge durch Drehen verändert werden kann. Durch Ein­ stellen dieser Länge einer jeden Nivellierschraube 40 wird die obere Platte 4a gegenüber der unteren Platte 4b so geneigt, daß die vertikale Drehachse L2 der Achse 27 mit der Lotrechten zusammenfällt.

Die Teleskopeinheit 1 kann also in jede gewünschte Richtung ausgerichtet wer­ den. Diese Richtung kann als Horizontal- und Vertikal-Winkel aus den Ausgangs­ signalen des Vertikalcodierers 24 und das Horizontalcodierers 29 erfaßt werden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Gesamtstation 100 beschrieben.

Fig. 5 zeigt das Flußdiagramm der Korrekturoperation für die Linsenposition nach der Autofokusoperation.

Zunächst richtet der Benutzer den Reflektor an dem Zielpunkt ein, installiert die Gesamtstation an einer Meßstelle und schaltet sie ein.

Ist der Hauptschalter geschlossen, so wird die Teleskopeinheit 1 grob eingestellt (d. h. Grobausrichtung). Dabei wird das Visier 13, das einen größeren Blickwinkel als das Teleskop 11 hat, zum Anvisieren des Reflektors benutzt. Für diese Grob­ ausrichtung kann die Teleskopeinheit 1 relativ weit geschwenkt werden. Da der Bewegungsbetrag der Teleskopeinheit 1 mit den Tangentenschrauben 8 und 10 relativ klein ist, kann der Benutzer die Feststellschrauben 7 und 9 lösen und stellt die Richtung der Teleskopeinheit 1 manuell ein.

Nach dieser Grobausrichtung zieht der Benutzer die Feststellschrauben 7 und 9 an, damit die Teleskopeinheit 1 nicht mehr gedreht werden kann.

Dann muß die Feineinstellung vorgenommen werden.

Vor der Feineinstellung drückt der Benutzer den AF-Schalter 171 zum Start der automatischen Scharfeinstellung, damit im Sichtfeld des Teleskops 11 ein schar­ fes Bild entsteht. Dann steuert die erste Recheneinheit 173 den Fokussiersensor 16 zum Erfassen des Defokusbetrages. Abhängig davon berechnet die erste Re­ cheneinheit 173 Betrag und Richtung der Verstellung der Fokussierlinse 113 zum Kompensieren der Defokussierung und steuert die Antriebseinheit 15, damit diese die Fokussierlinse 113 wie berechnet verstellt.

Nachdem die Antriebseinheit 15 die Fokussierlinse 113 verstellt hat, wird ein fo­ kussiertes Objektbild auf der Richtachse L1 im Sichtfeld des Teleskops 11 sicht­ bar.

Dabei kann sich aber der Reflektor möglicherweise nicht in dem Sichtfeld des Te­ leskops 11 befinden. Durch Drehen der Tangentenschrauben 8 und 10 kann der Benutzer versuchen, den Reflektor in das Sichtfeld des Teleskops 11 zu bringen, wobei der AF-Schalter 171 gedrückt bleibt.

Kann der Reflektor nicht genau in die Mitte des Sichtfeldes gebracht werden, so wird das Teleskop 11 ihn nicht fokussieren, und sein Bild ist unscharf.

Werden die Tangentenschrauben 8 und 10 weiter betätigt und befindet sich der Reflektor ausreichend nahe der Mitte des Sichtfeldes, so erfaßt der Fokussiersen­ sor 16 das virtuelle Bild der Gesamtstation 100 nach Reflexion an dem Reflektor. Dann wird die Fokussierlinse 113 so bewegt, daß ein Objekt fokussiert wird, des­ sen Entfernung der doppelten Reflektorentfernung entspricht, so daß das Reflek­ torbild unscharf ist.

Nun beurteilt der Benutzer, ob das Teleskop den Reflektor oder das Bild der Ge­ samtstation fokussiert. Ist das Bild des Reflektors fokussiert, so ist keine weitere Bedienung erforderlich. Wird aber festgestellt, daß das Teleskop das Bild der Ge­ samtstation und nicht des Reflektors fokussiert hat, so muß der Korrekturschalter 172 betätigt werden.

Dadurch wird der in Fig. 5 gezeigte Korrekturprozeß eingeleitet. Dabei erfaßt zu­ nächst der Positionsdetektor die laufende Position p1 der Fokussierlinse 113 aus den von dem Codedetektor 18 übermittelten Daten (S01). Dann berechnet die Entfernungsrecheneinheit 175 die Entfernung L entsprechend der Position p1 (S03). Sie berechnet eine Entfernung M als halbe Entfernung L (S05) und danach eine neue Position p2, auf die die Fokussierlinse 113 einzustellen ist (S07).

Die zweite Recheneinheit 177 steuert die Antriebseinheit 15 so, daß die Fokus­ sierlinse 113 in die Position p2 verstellt wird (S09). Mit dieser Steuerung ergibt sich ein scharfes Bild des Reflektors genau in der Mitte des Sichtfeldes.

Bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß erfaßt die Vermessungssteuerschal­ tung 26 den vertikalen und den horizontalen Winkel des Teleskops 11 aus den Si­ gnalen der Codierer 24 und 29 und zeigt diese Winkel an dem Bedienungsfeld 6 an. Der Benutzer kann einen Entfernungsmeßstartbefehl am Bedienungsfeld 6 eingeben. Durch diesen Befehl steuert die Vermessungssteuerschaltung 26 die Entfernungsmeßeinheit 12 zum Start der Entfernungsmessung. Die Vermes­ sungssteuerschaltung 26 berechnet die Entfernung zum Zielpunkt und zeigt den berechneten Wert an dem Bedienungsfeld 6 an.

Wie vorstehend beschrieben, kann die Gesamtstation nach der Erfindung das Bild des Reflektors durch Betätigen des Korrekturschalters 172 fokussieren, auch wenn das Autofokussystem das virtuelle Bild der Gesamtstation nach Reflexion am Reflektor fokussiert.

Claims (7)

1. Vermessungsinstrument mit einem Zielteleskop zum Anvisieren eines an ei­ nem Zielpunkt vorgesehenen Reflektors, einem Autofokussystem zum Scharfeinstellen eines im Sichtfeld des Zielteleskops erzeugten Bildes, ei­ nem Schalter und einem Korrektursystem zum Steuern des Autofokussy­ stems abhängig von der Betätigung des Schalters zur Korrektur des Fokus­ sierzustandes des Bildes, wobei in einem ersten Fokussierzustand ein Ob­ jekt mit einer ersten Entfernung und in einem zweiten Fokussierzustand ein Objekt mit einer zweiten Entfernung fokussiert ist, die der halben ersten Entfernung entspricht.

2. Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Autofokussystem eine Fokussierlinse, ein Defokus-Erfassungssystem zum Erfassen eines Defokusbetrages in Bezug auf eine vorbestimmte Bild­ ebene des Zielteleskops und ein erstes Verstellbetrag-Rechensystem zum Berechnen eines Verstellbetrages der Fokussierlinse aus dem Defokusbe­ trag enthält.

3. Vermessungsinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursystem ein Linsenpositions-Erfassungssystem zum Erfassen einer ersten Position der Fokussierlinse bei Fokussierung eines Objekts mit der ersten Entfernung, ein Linsenpositions-Bestimmungssystem zum Be­ stimmen einer zweiten Position der Fokussierlinse zum Fokussieren eines Objekts mit der zweiten Entfernung aus der ersten Position und ein Linsen­ antriebssystem zum Verstellen der Fokussierlinse in die zweite Position ent­ hält.

4. Vermessungsinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenpositions-Bestimmungssystem ein erstes Entfernungsrechensy­ stem zum Berechnen der ersten Entfernung aus der ersten Position und ein Linsenpositions-Rechensystem zum Berechnen der zweiten Position zum Fokussieren eines Objekts mit der halben ersten Entfernung enthält, wobei das Linsenantriebssystem die Fokussierlinse um einen Betrag gleich der Differenz der zweiten und der ersten Position verstellt.

5. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit ei­ nem elektronischen Theodoliten.

6. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit ei­ ner Entfernungsmeßvorrichtung.

7. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit ei­ nem Winkelreflektor.